در دنیای علم و آزمایشگاه، اسپکتروفتومتر یکی از دستگاه‌های اساسی برای تحلیل طول موجی نور و جذب مواد مختلف است. این دستگاه به ما امکان می‌دهد طول موج مختلف نور را اندازه گیری کرده و در نهایت طیف جذبی مواد مختلف را در محلول‌ها یا نمونه‌های جامد نمایش دهد. 
از این طریق، محققان مختلف می‌توانند اطلاعات مفیدی درباره خواص و ترکیب شیمیایی مواد به دست آورند. نحوه کار با اسپکتروفتومتر اهمیت ویژه‌ای می‌دهد، زیرا تسلط بر فرآیند اندازه‌گیری طیف نوری برای دقت و صحت نتایج تجزیه و تحلیل مسالهای اساسی است.
برای شروع به کار با اسپکتروفتومتر، اطلاعاتی در مورد نحوه تهیه نمونه، انتخاب کووت مناسب، و تنظیمات دستگاه ضروری است. این دستگاه‌ها معمولاً در تحقیقات مختلف از شیمی، بیوشیمی، و فیزیک تا زمینه‌های مرتبط با زیست‌شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. 

تعریف اسپکتروفتومتر

اسپکتروفتومتر یک دستگاه است که نور را با طول موج‌های مختلف اندازه می‌گیرد. این دستگاه با اندازه‌گیری میزان جذب یا عبور نور از یک محلول حاوی نمونه، غلظت ماده را تعیین می‌کند. از این دستگاه برای اندازه‌گیری غلظت مواد کمیاب، به خصوص در تجزیه و تحلیل مولکول‌های بزرگ مانند DNA و RNA در آزمایشگاه‌های بیوشیمی استفاده می‌شود. امکانات بالای این دستگاه آن را به ابزاری مؤثر و حیاتی در زمینه تحقیقات مولکولی تبدیل کرده است.

عوامل تاثیرگذار در آزمایش اسپکتروفتومتری

کار با اسپکتروفتومتر بسیار ساده است. برای اجرای آزمایش‌ها با استفاده از طیف‌سنج تک پرتو، ابتدا محلول مرجع را در دستگاه قرار داده و طیف‌گیری را آغاز می‌کنید. سپس، محلول حاوی نمونه را در محل قرارگیری نمونه قرار داده و دوباره طیف‌گیری را انجام دهید. 
با توجه به نوع آزمایش، میزان جذب یا عبور نور اندازه گیری می‌شود. در صورت استفاده از اسپکتروفتومتر دو پرتو، انجام آزمایش برای کاربر آسان‌تر خواهد بود. برای به دست آوردن طیف جذبی یا عبوری، محلول مرجع و نمونه هم‌زمان در دستگاه قرار می‌گیرند و سپس طیف‌گیری انجام می‌شود.

نحوه کار با اسپکتروفتومتر

برای کار با اسپکتروفتومتر باید مراحل گفته شده طی شود:

  1. آماده‌سازی دستگاه
    ابتدا، دستگاه اسپکتروفتومتر را روشن کرده و منتظر زمان مورد نیاز برای گرم شدن دستگاه باشید. سپس از منوی دستگاه، حالت مورد نظر خود را انتخاب نمایید (مانند UV-Vis یا NIR).
     
  2. کالیبراسیون
    قبل از شروع اندازه‌گیری، دستگاه را با استفاده از استاندارد کالیبراسیون کالیبره کرده و طبق دستورالعمل تولید کننده، تنظیمات دستگاه را به درستی انجام دهید.
     
  3. تهیه نمونه
    نمونه‌ای که قصد اندازه‌گیری طیف جذبی آن را دارید، را آماده کنید. این می‌تواند شامل محلول با غلظت مشخص، یک قطعه جامد، یا حتی یک گاز باشد. برای کار با اسپکتروفتومتر اطمینان حاصل کنید که نمونه کاملاً تمیز و بدون ذرات یا آلودگی است.
     
  4. قرار دادن نمونه در سلول
    سلول اسپکتروفتومتر را باز کرده و نمونه را در آن قرار دهید. سپس درب سلول را ببندید تا هوا و نور به دستگاه نفوذ نکند و اندازه‌گیری دقیقی انجام شود.
     
  5. تنظیم طول موج
    دستگاه را با طول موج مورد تنظیم کنید. این کار می‌تواند به صورت دستی یا با استفاده از منوی دستگاه صورت پذیرد. طول موج راهنمایی کننده اعلام شده در دستورالعمل دستگاه میتواند برای شما قابل استفاده باشد.
     
  6. اندازه‌گیری
    حالا آماده‌اید تا اندازه‌گیری را شروع کنید. با فشار دادن دکمه “شروع” یا مشابه آن، دستگاه شروع به اسکن نمونه کرده و اطلاعات طیف جذبی را ثبت می‌کند.
     
  7. تحلیل و تفسیر نتایج
    پس از انجام اندازه‌گیری، به تحلیل و تفسیر نتایج بپردازید. بررسی نمودار طیف جذبی می‌تواند اطلاعات مفیدی در مورد خواص و ساختار ماده مورد نظر را ارائه دهد.
     
  8. ثبت نتایج
    در انتها، نتایج اندازه‌گیری خود را ثبت کنید. این شامل جذب ماکزیمم در طول موج مورد نظر، طول موج ماکزیمم جذب و هر نکته مهم دیگری است که ممکن است برای تفسیر و تحلیل لازم باشد.

تنظیم دستگاه اسپکتروفتومتر

ابتدا، مواد مزاحم باید از محلول مورد نظر حذف شوند تا تاثیر منفی در نتایج آزمایش ایجاد نشود. برای تعیین مقدار یک ماده، تلاش می‌شود تا مواد مزاحم به حداقل رسانده شوند و از ورود مواد بیگانه به آن جلوگیری شود. در اغلب اندازه‌گیری‌ها، با استفاده از ترکیبات مختلف، پروتئین‌های خون یا پلاسما را رسوب و آزمایش را بر روی محلول صاف انجام می‌دهند.
طول موج‌های مختلف، رنگ‌های گوناگونی ایجاد می‌کنند و در دستگاه اسپکتروفتومتر، طول موج بر اساس رنگ محلول رنگی تعیین می‌شود. باید طول موجی را انتخاب نمود که رنگ آن با رنگ محلول رنگی مکمل باشد.
به عنوان مثال، اگر یک محلول رنگی داریم و نوری از آن عبور دادهشود، بخشی از این نور جذب می‌شود و این نور جذب شده دارای رنگ محلول رنگی است. مقدار این جذب به غلظت محلول رنگی بستگی دارد. بنابراین، دستگاه اسپکتروفتومتر با تولید نور تک رنگ توسط فیلتر، منشور و دیگر اجزای دستگاه، امکان محاسبه غلظت یک محلول رنگی را فراهم می‌کند. این محلول‌ها در رنگ مکمل خود حداکثر جذب نور را دارند و شدت این جذب به میزان موجودیت ماده در محلول بستگی دارد.

انتخاب کووت برای کار با اسپکتروفتومتر

برای به دست آوردن طیف جذبی دقیق، انتخاب کووت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این کووت‌ها در اشکال مختلف طراحی شده‌اند و برای نگهداری نمونه در آنالیز اسپکتروفتومتری مورد استفاده قرار می‌گیرند. 
ویژگی‌های مهمی مانند شکل، اندازه، جنس، طول مسیر و مشخصات انتقال طول موج در انتخاب کووت تأثیرگذارند. برخی از کووت‌ها به طور خاص طراحی شده‌اند تا فقط طول موج‌های خاصی را از خود عبور دهند. مهم‌ترین معیار انتخاب کووت برای آزمایش‌های اسپکتروفتومتر UV-VIS، جنس آن است.
کووت شیشه‌ای نوری یا پیرکس، برای محدوده مرئی مناسب است و طول موج‌های ۳۴۰ تا ۲۵۰۰ نانومتر را انتقال می‌دهد. این کووت‌ها از لحاظ قیمت بسیار مقرون به صرفه هستند.
کووت کوارتز UV، گزینه‌ای پیشرفته‌تر با دامنه وسیع‌تر از طول موج‌ها (۱۹۰-۲۵۰۰ نانومتر) است و برای آزمایش‌های در محدوده فرابنفش به کار می‌رود.
کووت کوارتز IR، با دامنه انتقالی ۳۵۰۰-۲۲۰ نانومتر است و قادر به عبور اشعه فرابنفش و فروسرخ است.
یاقوت کبود به عنوان یک ماده بسیار سخت شناخته می‌شود و دارای محدوده طول موجی ۲۵۰ تا ۲۵۰۰ نانومتر می‌باشد اما نسبت به سایر کووت‌ها گران قیمت‌تر است.

سخن آخر

تسلط به نحوه کار با اسپکتروفتومتر نه تنها اهمیتی برای دقت و صحت نتایج آزمایش‌های علمی ندارد، بلکه به عنوان یک ابزار قدرتمند در دستاوردهای پژوهشی و صنعتی نیز نقش بسزایی ایفا می‌کند. از این رو، محققان و دانشمندان باید به دقت در اجرای و کار با اسپکتروفتومتر توجه کرده و با استفاده از تنظیمات صحیح، انتخاب کووت مناسب و رعایت استانداردهای لازم، تلاش کنند تا اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی دریافت کنند. 
همچنین، درک عمیق از اصول کار با اسپکتروفتومتری به عنوان ابزاری برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های مختلف مواد، از جمله ترکیبات شیمیایی و تغییرات ساختاری، می‌تواند به توسعه‌ی دانش و فهم بهتر از جهان پژوهشی کمک کند. 
این دستگاه با توانایی‌های منحصر به فرد خود، بستری را برای پیشرفت در زمینه‌های مختلف علمی فراهم می‌کند.

سوالات متداول

1. کووت در اسپکتروفتومتر چه کاربردی دارد؟
کووت در هنگام کار با اسپکتروفتومتر برای انتقال نور به طول موج مشخص و محدود استفاده می‌شود و از تداخل نور مضر جلوگیری می‌کند.

2. آیا  هر بار قبل از کار با اسپکتروفتومتر لازم است آن را  کالیبره کرد؟
بله، کالیبره دستگاه قبل از هر استفاده اهمیت دارد تا اطمینان حاصل شود که دستگاه به درستی تنظیم شده است.

3. چگونه می‌توان هنگام کار با اسپکتروفتومتر تأثیر مواد مزاحم در نتایج را کاهش داد؟
استفاده از نمونه "Blank" برای اصلاح تداخل‌های مواد مزاحم و پاکسازی دقیق سلول اسپکتروفتومتر می‌تواند تأثیر مواد مزاحم را هنگام کار با اسپکتروفتومتر کاهش دهد.

4. چگونه برای کار با اسپکتروفتومتر طول موج مناسب را انتخاب کنیم؟
انتخاب طول موج مناسب بستگی به خواص مورد مطالعه دارد هنگام کار با اسپکتروفتومتر؛ اما معمولاً از طول موجی استفاده می‌شود که جذب ماکزیمم را نشان دهد.